Stephen Hawking: berKata 'Tuhan Zarah' Boleh Hapuskan Alam Semesta bila terjadinya punca kiamat

Stephen Hawking telah bertaruh Gordon Kane $ 100 yang ahli fizik tidak akan menemui boson Higgs itu. Selepas kalah taruhan bahawa apabila ahli fizik zarah dikesan pada 2012, Hawking mengeluh penemuan itu, berkata ia dibuat fizik kurang menarik. Sekarang, dalam kata pengantar untuk koleksi baru esei dan syarahan dipanggil "Starmus," ahli fizik teori yang terkenal memberi amaran bahawa zarah boleh satu hari bertanggungjawab bagi kemusnahan alam semesta yang diketahui.

Hawking bukan satu-satunya saintis yang berpendapat begitu. Teori yang kiamat Higgs boson, di mana turun naik kuantum mewujudkan vakum "gelembung" yang mengembang melalui ruang dan menghapuskan yang alam semesta, telah wujud untuk sementara waktu. Walau bagaimanapun, ahli-ahli sains tidak fikir ia boleh berlaku bila-bila masa tidak lama lagi.



"Kemungkinan besar ia akan mengambil masa 10 hingga 100 tahun 1 diikuti oleh 100 sifar] untuk ini berlaku, jadi mungkin anda tidak perlu menjual rumah anda dan anda perlu terus membayar cukai anda," Joseph Lykken, seorang ahli fizik teori di Fermi National Laboratory Accelerator di Batavia, Illinois, berkata dalam syarahannya di SETI Institute pada september 2. "Sebaliknya ia mungkin telah berlaku, dan gelembung mungkin dalam perjalanan di sini sekarang. dan anda tidak akan tahu kerana ia akan berada kelajuan cahaya jadi ada tidak akan menjadi apa-apa amaran. "[Doomsday: 9 Cara Sebenar Bumi akan berakhir]

Higgs boson, kadang-kadang dirujuk sebagai 'zarah Tuhan,' banyak untuk mengecewakan saintis yang memilih nama rasmi, adalah zarah kecil yang penyelidik lama disyaki wujud. Penemuannya memberi sokongan kuat kepada Model Standard fizik zarah, atau kaedah-kaedah yang dikenali fizik zarah bahawa saintis percaya mentadbir blok binaan asas jirim. Higgs boson zarah begitu penting kepada Model Standard kerana ia menandakan kewujudan medan Higgs, satu medan tenaga yang tidak kelihatan hadir di seluruh alam semesta yang imbues zarah lain dengan besar-besaran. Sejak penemuan dua tahun yang lalu, zarah itu telah membuat gelombang dalam masyarakat fizik.

Sekarang saintis diukur massa tahun lepas zarah, mereka boleh membuat banyak kiraan lain, termasuk satu yang seolah-olah menyatakan akhir alam semesta.

kiamat raya

Higgs boson adalah kira-kira 126000000000 volt elektron, atau kira-kira 126 kali jisim proton. Ini ternyata menjadi besar-besaran yang tepat diperlukan untuk menjaga alam semesta di ambang ketidakstabilan, tetapi ahli fizik mengatakan negeri halus akhirnya akan runtuh dan alam semesta akan menjadi tidak stabil. Kesimpulan yang melibatkan bidang Higgs itu.

Bidang Higgs muncul pada kelahiran alam semesta dan bertindak sebagai sumber tenaga sendiri sejak itu, kata Lykken. Ahli fizik percaya bidang Higgs itu boleh berubah secara perlahan seperti cuba untuk mencari keseimbangan yang optimum kekuatan bidang dan tenaga yang diperlukan untuk mengekalkan kekuatan itu. [5 Implikasi Mencari Zarah Higgs Boson]

"Sama seperti jirim boleh wujud sebagai cecair atau pepejal, jadi bidang Higgs itu, bahan yang mengisi semua ruang-masa, boleh wujud di kedua-dua negeri," Gian Giudice, seorang ahli fizik teori di makmal CERN, di mana Higgs boson dijumpai, dijelaskan dalam ceramah TED pada Oktober 2013.

Sekarang bidang Higgs adalah dalam keadaan tenaga minimum yang berpotensi - seperti sebuah lembah dalam bidang bukit dan lembah. Jumlah besar tenaga yang diperlukan untuk menukar ke negeri yang lain adalah seperti chugging bukit. Jika medan Higgs menjadikannya lebih bahawa bukit tenaga, sejumlah ahli fizik berfikir kemusnahan alam semesta sedang menunggu di sisi lain.

Tetapi turun naik kuantum malang, atau perubahan dalam tenaga, boleh mencetuskan proses yang dipanggil "penerowongan kuantum." Daripada harus mendaki bukit tenaga, membina terowong kuantum akan membolehkan bidang Higgs untuk "terowong" melalui bukit ke dalam, lebih rendah tenaga lembah seterusnya. Ini turun naik kuantum akan berlaku di suatu tempat di dalam vakum yang kosong ruang antara galaksi, dan akan mewujudkan satu "gelembung," kata Lykken.

Berikut adalah cara Hawking menggambarkan senario kiamat Higgs ini di dalam buku yang baru: "The Higgs berpotensi telah ciri-ciri yang membimbangkan bahawa ia mungkin menjadi metastabil pada tenaga melebihi 100 [bilion] gigaelectronvolts (GeV) ... Ini boleh bermakna bahawa alam semesta boleh menjalani pereputan vakum bencana. , dengan gelembung vakum sebenar berkembang pada kelajuan cahaya. ini boleh berlaku pada bila-bila masa dan kami tidak akan melihatnya datang. "[10 Implikasi yang lebih cepat-dari kelajuan cahaya]

Bidang Higgs dalam gelembung yang akan menjadi lebih kuat dan mempunyai tahap tenaga yang lebih rendah daripada persekitarannya. Walaupun bidang Higgs di dalam gelembung adalah sedikit lebih kuat daripada sekarang, ia boleh mengecut atom, nukleus atom hancur dan membuatnya begitu hidrogen yang akan menjadi satu-satunya unsur yang boleh wujud di alam semesta, Giudice dijelaskan dalam ceramah TED beliau.

Tetapi dengan menggunakan pengiraan yang melibatkan jisim kini dikenali daripada Higgs boson, penyelidik meramalkan gelembung ini akan mengandungi medan Higgs ultra-kuat yang akan berkembang pada kelajuan cahaya melalui ruang-masa. Pengembangan ini akan dapat dihentikan dan akan menghapuskan segala-galanya dalam alam semesta yang sedia ada, kata Lykken.


"Lebih menarik untuk kita sebagai ahli fizik adalah apabila anda melakukan pengiraan ini menggunakan fizik standard kita tahu tentang, ternyata kita betul di pinggir antara alam semesta yang stabil dan alam semesta tidak stabil," kata Lykken. "Kami semacam betul-betul di tepi di mana alam semesta boleh bertahan untuk masa yang lama, tetapi akhirnya ia harus pergi 'ledakan.' Tiada prinsip yang kita tahu yang akan meletakkan kami betul-betul di tepi. "


Jika pengiraan adalah salah, ia mesti datang dari sebahagian asas fizik saintis yang belum tahu lagi. Lykken berkata satu kemungkinan ialah kewujudan tidak kelihatan perkara gelap yang ahli fizik percaya membentuk kira-kira 27 peratus daripada alam semesta. Menemui bagaimana gelap perkara berinteraksi dengan seluruh alam semesta boleh mendedahkan sifat-sifat fizik dan memerintah tidak tahu tentang lagi.

Yang lain adalah idea "supersymmetry." Dalam Model Standard, setiap zarah mempunyai rakan kongsi, atau anti-zarah sendiri. Tetapi supersymmetry adalah teori yang mencadangkan setiap zarah juga mempunyai rakan kongsi zarah supersymmetric. Kewujudan zarah lain akan membantu menstabilkan alam semesta, kata Lykken.

"Kami menemui Higgs boson, yang merupakan satu masalah besar, tetapi kami masih cuba memahami apa yang dimaksudkan dan kita juga cuba untuk memahami semua perkara lain yang pergi bersama-sama dengan

"Ini adalah sangat awal cerita dan saya telah menunjukkan anda beberapa arahan bahawa cerita boleh pergi, tetapi saya fikir mungkin ada kejutan bahawa tiada siapa pun terfikir," Lykken menyimpulkan dalam syarahannya.